DE3340128A1 - Magnetischer polarisationssprunggeber - Google Patents

Description

31.10.1983 Fb/Kc ^{OO4U 1}^

EOBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Magnetischer Polarisationssprunggeber Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Polarisationssprunggeber nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 31 ^O 302 ist bereits ein magnetischer Polarisationssprunggeber dieser Art bekannt. Dieser hat den: Nachteil, daß durch das Vorbeibewegen der Magnetpole an der Aufnehmerspule in dieser zusätzlich zum Wiesgandsignal ein herkömmliches Induktionssignal erzeugt wird, dessen Amplitude bei zunehmender Relativgeschwindigkeit zwischen den Magnetpolen und dem Wieganddraht zunimmt und bei der Weiterverarbeitung das Ausgan-gssignals stört.

Aus der DE-OS 26 5^· 755 und aus der korrespondierenden US-PS- \\ 50 311+ ist ferner ein magnetischer Polari-, sationssprunggeber bekannt, bei dem elektrische Signale durch Umm'agnetisieren eines Wieganddrahtes in einer Aufnehmerspule dadurch induziert werden, daß eine Vielzahl von Magnetpolen unterschiedlicher Polarität an dem Wieganddraht vor-beibewegt wird. Das in der Aufnehmer spule auch hier zusätzlich zum Wiegandsigna.l erzeugte herkömmliche Induktionssignal wird bei dieser

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Anordnung durch eine Kompensationsspule kompensiert, die von der Aufnehmer spule koaxial umschlossen wird. Bei dieser Anordnung ist der Wieganddraht jedoch außerhalb der gemeinsamen Achse der beiden Spulen angeordnet und zwischen den Wicklungen dieser Spulen eingeklemmt, so daß die Sensoranordnung unsymmetrisch ist. Dies hat zur Folge, daß das gewonnene Signal zwar von dem herkömmlichen, durch die vorbeibewegten Magnetpole bedingten Induktionssignal befreit wird, gegenüber Verdrehung der Spulen um ihre gemeinsame Achse aber empfindlich ist, was beim Zusammenbau der Sensoranordnung Schwierigkeiten bereitet und erhebliche Justierarbeit erfordert. Außerdem ergeben sich, wenn die Magnetpole unterschiedlicher Polarität mit geringen Abständen an dem Wieganddraht vorbeigeführt werden, Schwierigkeiten bei der Auflösung der Signale, was bei vielen Anwendungsfällen, insbesondere im Kraftfahrzeug, wo die Magnetpole vorzugsweise auf einer rotierenden Scheibe angeordnet sind, von Rachteil ist.

Vorteile der' Erfindung

Der erfindungsgemäße magnetische Polarisationssprunggeber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das in der Aufnehmerspule zusätzlich zum Wiegandsignal erzeugte herkömmliche Induktionssignal durch die Kompensationsspule kompensiert wird, ohne daß dabei das gewonnene Ausgarigssignal gegenüber Verdrehung der beiden Spulen um ihre gemeinsame Achse empfindlich ist, so daß der Zusammenbau der Sensoranordnung vereinfacht und der Anwendungsbereich erweitert wird. Anspruch 2 bringt den weiteren Vorteil, daß die in der Aufnehmerspule in-

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duzierten Impulse verstärkt werden. Durch die Merkmale des Anspruchs 3 läßt sich die Windungszahl der Kompensationsspule verringern, wodurch die Abmessungen der Sensoranordnung verkleinert werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1a, b und c einen aus der DE-OS 31 HO 302 bekannten magnetischen Polarisationssprunggeber (Winkel- und Drehzahlgeber) in Draufsicht, Schnitt und Detaildarstellung, Figur 1d das an den Wicklungsenden der Aufnehmerspule gemäß Figuren 1a, b und c abgenommene Ausgangssignal, Figur 2a ein Ausführungsbeispiel eines magnetischen Polarisationssprunggebers gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, Figur 2b das an den äußeren Enden der Reihenschaltung aus Aufnehmerspule und Kompensationsspule beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2a abgenommene S i g-n al.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1a, b und c ist ein Polarisationssprunggeber dargestellt, der zur Messung von Drehzahlen verwendet ■werden kann, insbesondere zur Messung von besonders niedrigen Dre-hzahlen, wie sie beispielsweise bei Antiblockier-Bremssystemen erforderlich sind, wenn die Räder des Fahrzeuges kurz vor dem Stillstand oder dem Zustand des Blockierens sind. Auf einer Welle 1 ist ein Rotor befestigt, der einen ringförmigen Dauermagneten 3 aufweist. Dem Dauermagneten 3 sind Polleitbleche h zuge-

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ordnet, die mit einer Vielzahl von Klauenpolen 5, beispielsweise hundert Klauenpolen, versehen sind. Die Klauenpole 5 sind über di <i Polleitbleche k in der Weise magnetisiert, daß benachbarte Klauenpole 5 unterschiedliche Magnetpole aufweisen. Die Klauenpole 5 überlappen sich dabei in axialer Richtung des Rotors, wie aus Figur- 1b ersichtlich wird. Hierdurch ergibt sich ein Feldverlauf, der in axialer Richtung homogen und in der Ebene des Rotors 2 gekrümmt'ist. Die Krümmung des Feldverlaufs in der Ebene des Rotors 2 ist aus Figur 1c ersichtlich.

Den Klauenpolen gegenüber liegt radial zum Rotor 2 ein an einem nicht dargestellten Stator befestigter Wieganddraht 6, der von einer Aufnehmerspule T umgeben ist* An seinem dem Rotor 2 zugewandten Ende durchdringt der Wieganddraht 6 eine streifen- oder kreisförmige Leitplatte 8.

Wie aus Figur 1c ersichtlich, erzeugen die benachbart liegenden Klauenpole 5, 5'₅ deren nach außen weisende Enden unterschiedliche Polarität aufweisen, ein in der Ebene des Rotors 2 stark gekrümmtes Magnetfeld. Bei Drehung des Rotors 2 erzeugen die Klauenpole 5 am Ort der Leitplatte 8, der in Figur 1c durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, daher ein in seiner Stärke und Richtung wechselndes Magnetfeld. Während die Leitplatte 8 in unmittelbarer Nähe zu einem Klauenpol 5, 5' nämlich überwiegend einer radial zur Rotorachse verlaufenden Ilagnetfeldkomponente ausgesetzt ist, ist sie zwischen den Klauenpolen 5₅ 5' überwiegend einer tagentialen Magnetfeldkomponente ausgesetzt, die radial auf den Wieganddraht 6 einwirkt.

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Hierdurch stellen sich zwischen den Klauenpolen 5, 5' physikalisch gesehen Blochwandablösungen im Draht 6 ein, und zwar in dem Bereich, der von der Leitplatte umgeben ist. Bei Weiterbewegung des Drahtes 6 mit Leitplatte 8 relativ zu den Klauenpolen 5, 5' überwiegen dann die radial aus den Klauenpolen 5, 5' austretenden Feldlinien, die über die Leitplatte 8 in axialer (bezüglich Drahtachse) Richtung auf den Draht 6 einwirken. Diese im Draht 6 axial wirkende Komponente hat nun einen Transport der Blochwände zur Folge₅ so daß sich der Ummagnetisierungseffekt über die Drahtlänge fortschreitend auswirkt. Zu beachten ist dabei, daß magnetisch wirksam insoweit überwiegend das von der Leitplatte 8 umgebene Stück des Drahts 6 ist,' so daß sich eine sehr präzise zeitliche Abhängigkeit des Ummagnetisierungsva'rganges von der Relativbewegung zwischen Rotor 2 und Draht 6 einstellt.

Dabei dient die Leitplatte 8 lediglich zur Verstärkung der in der Aufnehmerspule T induzierten Impulse. Die beschriebene Anordnung ist also prinzipiell auch ohne Leitplatte 8 funktionsfähig.

Tn Figur 2a ist ein gemäß der Erfindung avisgebildetes Ausführungsbeispiel dargestellt, welches vorzugsweise zur Messung von niedrigen Drehzahlen verwendet wird, entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1a, b und c. In Abweichung zum Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1a, b und c werden die Magnetpole beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2a durch Magnete 10, 11, vorzugsweise Dauermagnete, gebildet, die auf dem Umfang des Rotors 2 verteilt sind. Sie bestehen aus Einzelmagneten oder aus Magnetstreifen, die mehrpolig aufmägnetisiert sind, vorzugsweise kunststoffgebundenen Dauermagneten.

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Der erfindungsgemäße magnetische Polariaationssprunggeber nach Figur 2a unterscheidet sich von dem gemäß Figuren 1a, b und c dadurch, daß zur Koiapensat ion des durch die Magnetpole in der Aufnehmerspule T zusätzlich zum Wiegandsignal induzierten Signals eine Kompensationsspule 12 vorgesehen ist, die den Wieganddraht β koaxial umgibt. Die Korapensationsspule 12 ist in in der Zeichnung nicht dargestellter Weise zur Aufnehmerspule T in Reihe geschaltet und dem Magnetfeld der Magnete 10, 11 mit zur Aufnehmerspule entgegengesetztem Wicklungssinn ausgesetzt. Wie aus Figur 2a ersichtlich ist, ist die Kompensationsspule 12 auf die Leitplatte 8 aufgewickelt. Der Wieganddraht 6 ist im Breich außerhalb der Leitplatte 8 von einem Schutzröhrchen 13 aus Glas umhüllt.

In Figur 2b ist das an den äußeren Enden der Reihenschaltung aus Aufnehmerspule 7 und Kompensationsspule 12 beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2a abgenommene Signal dargestellt. Man sieht deutlich, daß der sinusförmige Anteil des in Figur 1d dargestellten Signals durch die Wirkung der Kompensationsspule 12 elimi- . niert ist.

Bei der in Figur 2a dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung dient die Leitplatte 8 zur Verstärkung der in der Aufnehmerspule T und in der Kompensationsspule induzierten Signale- Die beschriebene Anordnung ist also prinzipiell auch'ohne Leitplatte 8 funktionsfähig.

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Darüber hinaus ist auf die Feststellung Wert zu legen, daß die anhand der Figur 2a "beschriebene Anordnung mit Stator und Rotor lediglich beispielhaft gemeint ist. Die erfindungsgemäße Anordnung kann selbstverstanälich auch bei Anordnungen verwendet werden, bei denen Magnetpole und Draht zueinander eine andere Form der Bewegung oder Annäherung, beispielsweise in linearer Form, ausüben. Statt einer Anordnung 6, 7₃ 12, 8; 10, 11 können weiterhin auch mehrere Anordnungen zur Gewinnung zeitlich versetzter Impulse verwendet werden oder mehrere Magnetpolanordnungen auf ein mit einer Kompensationsspule versehenes Aufnehmerelement einwirken.

Als Material für die Leitplatte 8 kann ein bekanntes weichmagnetisches Material verwendet werden, beispielsweise Eisen oder Weichferrit.

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Claims (3)

31 .10. 19·83 Fb/Kc ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1 Ansprüche

1./Magnetischer Polarisationsaprunggeber₅ "bei dem elektrische Signale durch Ummagnetisieren eines Wieganddrahtes (6) in wenigstens einer Aufnehmerspule (T)₅ die den Wieganddraht (6) koaxial umgibt, induziert werden und bei dem die Ummagnetisierung durch nahe Relativbewegung einer Vielzahl von Magnetpolen (10, 11) unterschiedlicher Polarität am Wieganddraht (6) bewirkt wird, wobei der Wieganddraht (6) relativ zu den an ihm vorbeibewegten Magnetpolen (10, 11) so ausgerichtet ist, daß eines seiner beiden Enden dem Magnetfeld dieser Magnetpole (10, 11) stärker als das andere Ende ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation des durch die Magnetpole (10, 11) in der Aufnehmerspule (T) zusätzlich zum Wiegandsignal induzierten Signals eine den Wieganddraht (6) ebenfalls koaxial umgebende, zur Aufnehmerspule (T) in Reihe geschaltete Kompensationsspule (12) vorgesehen ist, die dem Magnetfeld der Magnetpole (10, 11) in der Nähe der Aufnehmerspule (T) mit entgegengesetztem Wicklungssinn ausgesetzt ist.

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2. Polarisationssprunggeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wieganddraht (6) an seinem dem Magnetfeld stärker ausgesetzten Ende mit einer Leitplatte (8) versehen ist, die der Wieganddraht (6) durchdringt .

3. Polarisationssprunggeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspule (12) die Leitplatte (8) umschließt.

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